2.2 光的直线传播 知识解读 2026-2027学年苏科版八年级物理上册

本讲义聚焦初中物理“光的直线传播”核心知识点，系统梳理传播条件（同种均匀介质）、光线模型（理想模型法）、应用现象（影子、日食月食、小孔成像）及光速（真空中3×10⁸m/s）与光年等内容，构建从原理到现象再到应用的学习支架。 资料以10类题型系统归纳知识，结合例题与变式题，通过海波溶液实验、小孔成像探究等实例，培养科学思维（模型建构）与物理观念（光现象解释），课中辅助教师教学，课后助力学生巩固，有效查漏补缺。

2.2 光的直线传播（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 光沿直线传播的条件】 2 【题型2 光线】 3 【题型3 根据光的直线传播确定观察范围】 5 【题型4 影子的形成原理】 7 【题型5 日食和月食的形成】 9 【题型6 小孔成像】 11 【题型7 光沿直线传播的作图】 14 【题型8 光在真空中的速度】 17 【题型9 光在不同介质中的传播速度】 18 【题型10 辨析光速与声速的不同以及在生活中的应用】 20 【随堂巩固】 22 考点1 光的直线传播 1、光沿直线传播的条件：光在同一种均匀的介质中沿直线传播。 （1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 （2）光能在固体、液体、气体中传播。 （3）光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且必须是同种介质。可以简称为光的直线传播，而不能为光沿直线传播。 （4）光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的，此时光就不是直线传播了。 特别提醒：“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如：地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线下时，我们就看见了它，是因为不均匀的大气使光线变弯了。 2、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。 特别提醒：光线是初中物理中的重要模型，光线实际上不存在，存在的是光。光线是为了形象地描述光的传播情况而引入的一种理想模型，这种研究问题的方法称为理想模型法。 【题型1 】 【例1】如图所示，在水槽左侧用激光让光线射向透明的水槽，在A点处慢慢注入海波溶液后，原来是一条直线的激光束发生了弯曲，搅拌溶液一段时间后激光束又变成直线。针对上述现象和相关规律，下面说法不正确的是（　　） A．海波溶液不均匀时，光不能沿直线传播 B．光在均匀海波溶液里沿直线传播 C．光总是沿直线传播 D．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【答案】C 【详解】A．刚注入海波溶液时，溶液浓度不均匀，光的传播路径弯曲，说明光在不均匀介质中不沿直线传播，故A正确，不符合题意； B．搅拌后溶液均匀，激光束又变成直线，说明光在均匀介质中沿直线传播，故B正确，不符合题意； CD．光的直线传播是有条件的，只有在同一种均匀介质中才沿直线传播，故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1-1】关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光线是真实存在的 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光能在真空中传播，如太阳光到达地球，故A错误； B．光在空气中的速度约为3×108m/s，远大于声音的340m/s，故B错误； C．光线是人为建立的理想模型，并非真实存在，故C错误； D．根据光的直线传播条件，光在同种均匀介质中沿直线传播，故D正确。 故选D。 【变式1-2】如图所示，小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰，他应将________和三个小孔及人眼调到________上，原因是光在均匀介质中是沿________传播的。 【答案】 烛焰 同一直线 直线 【详解】这是光沿直线传播的典型应用，光在均匀介质中沿直线传播，只有烛焰发出的光能沿直线依次穿过三个小孔进入人眼时，人才能看见烛焰，因此需要将烛焰、三个小孔和人眼调整到同一直线上。 【变式1-3】用激光笔将一束光射入不均匀的糖水溶液，观察到光在糖水中的径迹如图所示，如果用玻璃棒充分搅拌糖水后，会看到______现象，原因是______。 【答案】 光在糖水中的径迹变为直线 充分搅拌后糖水变为同种均匀介质，光在同种均匀介质中沿直线传播 【详解】[1][2]用玻璃棒充分搅拌糖水后，传播的介质变均匀，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，因此会看到光在糖水中的径迹变为直线。 【题型2 光线】 【例2】对于光和光线，下列描述错误的是（　　） A．光线是实际存在的 B．光线是理想模型 C．光线的箭头代表光的传播方向 D．光在真空中的传播速度是最快的 【答案】A 【详解】A．光线是为了形象地表示光的传播路径和方向，而引入的带箭头的直线，它是一种理想化的物理模型，并不是实际存在的，故A错误，符合题意； B．在物理学中，为了研究问题的方便，常常将实际问题理想化，建立起理想化的物理模型。光线就是为了直观、形象地描述光的传播路径和方向而引入的理想模型，实际并不存在，故B正确，不符合题意；   C．光线是一条带箭头的直线，其中箭头所指的方向就表示光的传播方向，这是光线的基本表示方法，故C正确，不符合题意； D．光在不同介质中的传播速度不同，光在真空中的传播速度约为3×108m/s，在其他介质中的传播速度都小于这个值。所以光在真空中的传播速度是最快的，故D正确，不符合题意。 故选A。 【变式2-1】关于光线，下列说法中错误的是（   ） A．激光笔发出的光是一条光线 B．光线能表示光传播的路径和方向 C．光线不是真实存在的 D．光线是一种模型 【答案】A 【详解】激光笔发出的光是一个光束，具有一定宽度，而光线是表示光传播路径和方向的理想化模型，不是真实存在的，实际光束不能等同于一条光线，故选A。 【变式2-2】如图所示，清晨的阳光穿过树木间的空隙射入林中，犹如一缕缕金线，树后光照射不到的地方称为________，表明光在均匀介质中是沿________传播的。物理学中用光线表示一束光，光线是为了便于研究和表示光的传播而引入的________。 【答案】 影子 直线 物理模型 【详解】[1]当阳光穿过树木空隙时，由于树木是不透明物体，会阻挡光线在其后方形成无光照区域。该区域在物理学中称为影子。 [2]影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而形成的。 [3]光线并不是真实存在的，而是为了形象地描述光的传播路径和方向，而人为引入的一种物理模型。 【变式2-3】为了研究光的传播特点，物理学中常用“光线”这一物理模型来表示光传播的路径和___________而忽略了光的亮度、___________、其他性质。 【答案】 方向 颜色/速度 【详解】[1][2]在物理学中，光线是用来表示光的传播路径和方向的带有箭头的直线，它不能表示光的亮度、色彩等性质。 考点2 光的直线传播的应用 1、常见的直线传播现象：立竿见影、日食、月食、小孔成像等 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。 （2）日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日食。 （3）月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，地球上夜晚的人会看见月食。 （4）用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 2、光沿直线传播的应用 （1）利用激光准直引导掘进机直线前进。 （2）排队时看齐。 （3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。 特别提醒：在解决与光沿直线传播相关的问题时，‌首先要明确光的传播路径和方向，‌然后根据光的直线传播原理，‌分析光在遇到障碍物时的行为。 【题型3 】 【例3】请通过作图画出在A点能观察到窗外景物的范围保留作图痕迹。 【答案】 【详解】确定A点能观察到窗外景物范围的原理是光沿直线传播，连接窗口边缘与A点，即可以确定观察范围，故如下图所示： 【变式3-1】井底的实点为青蛙所在的位置。如图关于井底之蛙在枯井或充满水的井中，“坐井观天，所见甚小”，其中作图过程正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AB．井底之蛙在枯井看见井外的物体，是井外的光沿直线传播传入井内的青蛙的眼睛，故A错误，B正确； CD．井底之蛙在充满水的井中，是井外的光线经空气折射到井水中，进入青蛙的眼睛，故CD错误。 故选B。 【变式3-2】有人为了防止玩手机被人偷看到屏幕内容，在屏幕上贴了手机防窥膜，其采用了超细百叶窗光学技术，原理类似百叶窗，结构简图如图．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的________；为了让防窥效果更好，可以适当地________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 【答案】 直线传播 减小 【详解】[1][2]光在同种均匀的介质中沿直线传播；两侧看不清屏幕内容，是由光的直线传播形成的；适当地减小超细百叶窗的间距，可视范围减小，可以使防窥效果更好。 【变式3-3】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M点表示青蛙。请在图中画出青蛙能观察到的井外的范围。 【答案】 【详解】根据光沿直线传播知识可知，过井沿的边缘和青蛙的眼球画出进入青蛙眼睛最边缘的两条光线，则两条直线之内的范围是青蛙能观察到的井外的范围，如图所示： 【题型4 】 【例4】在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【答案】A 【详解】设路灯高度为H，人高为h，人到左灯的水平距离为x，两灯的距离为s，则人到右灯的水平距离为，左灯的影长为，右灯的影长为。根据相似三角形原理： 解得 解得 则 因为路灯高度H，人高h和两灯的距离s均不变，所以人在地面上影子的总长度保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式4-1】2009年1月27日建成的中国南极昆仑站，是中国首个南极内陆考察站，也是世界第六座南极内陆科考站，它标志着中国极地考察能力的重要飞跃。科研人员观察到旗杆在午间时的影子，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．影子是由于光的直线传播形成的。昆仑站位于南极（南回归线以南），全年正午太阳都在正北方向（太阳直射点在南回归线以北，因此从南极看，太阳始终在北方天空）；影子与太阳方位相反，因此午间时影子朝向南（即方向标“向下”的方向），A图中的影子朝向西北方向，故A错误。 B．B图中的影子朝向南方，符合午间时影子朝向情况，故B正确。 C．C图中的影子朝向正东方向，这对应的是日出后不久的情况，故C错误。 D．D图中的影子朝向正西方向，这对应的是日落前不久的情况，故D错误。 故选B。 【变式4-2】操场上竖直地插着三根竹竿，在路灯和月光下的影子如图所示，________（甲/乙）图是在月光下的影子；在模拟月食的实验中，老师画了示意图（如图丙），地面上观察者应该位于________（A/B/C/D）处可观察到月食。 【答案】 甲 A 【详解】[1]月光与太阳光都可以认为是平行光线，所以月光下影子也应是平行的，即甲是在月光下的影子图片。 [2]月食是我们看不见月亮，是由于地球挡住了太阳照向月亮的光，如果地球上观察到月食，这些人应该是位于A处。 【变式4-3】按要求作图。如图所示，在晴朗的白天，竖直竹竿AB立于水平地面上，太阳光从侧上方S点照射。请在图中画出太阳光经过竿顶A的光路图，并标出竿在地面上形成影子的长度。 【答案】 【详解】因为光沿直线传播，太阳光可视为平行光，所以连接光源S和竿顶A，得到入射光线SA。将SA延长，使其与水平地面相交于点C，那么线段BC就是竹竿AB在地面上的影子长度。 【题型5 】 【例5】如图所示，月亮分别处于哪个位置能看到月全食和月偏食（　　） A．3、1 B．3、2 C．4、1 D．4、2 【答案】B 【详解】当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮蔽，就看到月球缺了一块，故3位置能看到月全食，2位置能看到月偏食。 故选B。 【变式5-1】2025年9月7日，本年度的第二轮月全食（血月）将出现于夜空。亚洲、俄罗斯、非洲部分地区、大洋洲和欧洲都能看到月亮逐渐变红的样子。下列关于月全食的说法错误的是（   ） A．月亮变红，说明月球本身是红色的 B．月全食现象与枪械瞄准的原理相同 C．发生月全食时，日地距离小于日月距离 D．若此时月球表面有宇航员，他将会看到日食现象 【答案】A 【详解】A．月亮变红，是由于月亮反射太阳光中红色光，故A错误，符合题意； B．月全食是光的直线传播形成的，枪械瞄准是应用光的直线传播，月全食现象与枪械瞄准的原理相同，故B正确，不符合题意； C．发生月全食时，地球位于太阳和月球之间，地球的影子落在月球上，此时，日地距离小于日月距离，故C正确，不符合题意； D．月全食时，地球遮挡太阳光，月球表面的宇航员会看到地球遮挡太阳的日食，故D正确，不符合题意。 故选A。 【变式5-2】上一次月全食发生在2022年11月8日，从地球看去，整个月亮呈现出古铜色，俗称“血月”。月全食是由________形成的，能正确描述月食成因的是图________。 【答案】 光的直线传播 乙 【详解】[1][2]当太阳、地球和月亮在同一条直线上，且地球位于太阳和月亮之间时，太阳光被地球遮挡，月亮进入地球的影子区域，形成月全食，因此月全食是由光的直线传播形成的，能正确描述月食成因的是图乙。 【变式5-3】如图所示，地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区—地影，一旦月球进入该阴影区，月球无法反射太阳光，地球上的人可能看不到月球，即为______现象。当月球运动到______（选填“A”、“B”或“C”）位置，地球上的人可能会看到月全食；发生日食现象时，太阳、地球和月球中，处于中间位置的是______。 【答案】 月食 B 月球 【详解】[1]月球进入地球的阴影区，无法反射太阳光，地球上的人看不到月球，这是月食现象。 [2]月全食发生时，月球完全进入地球的本影区。图中 B 位置是地球的本影区，月球运动到此处会发生月全食。 [3]日食是月球挡住了太阳光，此时三者的位置关系为：太阳 — 月球 — 地球，所以处于中间位置的是月球。 【题型6 】 【例6】在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中： (1)如图所示，应将圆筒的______（选填“A”或“B”）端用半透明薄纸制成光屏； (2)若将蜡烛向右上方移动，则它在薄膜上的像将向______方移动； (3)若仅移动蜡烛，增大蜡烛与小孔之间距离，则光屏上像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若仅将易拉罐底部的三角形小孔改成方形小孔，则它在半透明纸上看到的像的形状将______（选填“改变”或“不变”）。 【答案】(1)A (2)左下 (3) 变小 不变 【详解】（1）小孔成像时，光屏需要放在靠近小孔的一侧，这样才能承接清晰的像。圆筒的A端靠近易拉罐，所以应将圆筒的A端用半透明薄纸制成光屏。 （2）小孔成像的特点是倒立的实像，物体的移动方向和像的移动方向相反。蜡烛向右上方移动，像会向左下方移动。 （3）[1]当增大蜡烛与小孔之间的距离时，物距变大，像距不变，所以光屏上的像会变小。 [2]小孔成像的形状只与物体形状有关，与小孔形状无关。所以将三角形小孔改成方形小孔，像的形状不变。 【变式6-1】小明同学在课外用直径不同的纸筒制成如图所示的装置做小孔成像实验，如果外筒左侧中央有一个很小的三角形小孔，点燃蜡烛并置于小孔前一段距离，贴在内筒左侧半透明纸上能看到清晰的像。关于小孔成像，下列判断正确的是（　　） A．半透明纸上成的是整个蜡烛倒立的虚像 B．半透明纸上成的是整个蜡烛正立的实像 C．只改变孔的形状，像的形状不会改变 D．实验应在较亮的环境下进行 【答案】C 【详解】AB．小孔成像成的是倒立的实像（实像可以呈现在半透明纸这个光屏上），A说虚像、B说正立像，故AB错误； C．小孔成像中，像的形状只由物体的形状决定，和小孔的形状无关，因此只改变孔的形状，像的形状不会改变，故C正确； D．为了清晰观察到蜡烛的像，实验需要在较暗的环境下进行，较亮环境外界光线会干扰，导致像不清晰，故D错误。 故选C。 【变式6-2】如图所示，小华将刻有边长为3cm等边三角形孔的纸板正对着太阳，保持纸板到地面的距离为1m不变，用卡片覆盖在小孔上，让阳光透过小孔，此时地面上形成了一个光斑。刚开始时地面上光斑为三角形，移动卡片使通光孔变小，光斑大小____；当小孔足够小时，光斑形状变为圆形，继续移动卡片减小通光孔的大小，光斑大小______，亮度______。（以上三空填变化情况） 【答案】 变小 不变 变暗 【详解】[1]通光孔较大时，地面的光斑是孔的直边投影，大小和形状都和孔一致，因此通光孔变小时，光斑大小随之变小。 [2][3]当小孔足够小时，发生小孔成像，此时地面的圆形光斑是太阳的像；光斑大小由太阳的大小、太阳到小孔的距离、小孔到地面的距离决定，本题中这些条件都不变，因此继续减小通光孔，光斑大小不变；但通光孔减小后，透过小孔的总光量减少，因此光斑亮度变暗。 【变式6-3】如图所示，小奕制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： (1)图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是______填“正立”或“倒立”的______填“实像”或“虚像”；其成像的原理是光沿______； (2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是______； A．三角形光斑； B．圆形光斑； C．烛焰的正立像； D．烛焰的倒立像； (3)将蜡烛燃烧变短，则它在薄膜上的像将向______填“上”或“下”方移动。 (4)晴天的正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，这是______选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”的______选填“像”或“影子”。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与下列哪个选项有关？填序号______。 ①树叶间小孔的大小； ②树叶间小孔到地面的距离； ③太阳到树叶间小孔的距离。 【答案】(1) 倒立 实像 直线传播 (2)D (3)上 (4) 太阳 像 ② 【详解】（1）[1][2][3]图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是小孔成像，小孔成像所成的像为倒立缩小的实像，成像原理是光沿直线传播。 （2）小孔成像所成的像的形状与物体形状有关，所成的像依然是烛焰的倒立像，与小孔形状无关，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）蜡烛燃烧变短，相当于蜡烛向下移动，小孔成像为倒立的像，物与像相反，所以像会向上移动。 （4）[1][2]阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，树叶的缝隙就相当于小孔，圆形光斑就是太阳通过树叶的缝隙这些小孔所成的像。 [3]圆形光斑大小不一，像的大小不同，主要原因是因为像距不同，即树叶间小孔到地面的距离不同。 【题型7 光沿直线传播的作图】 【例7】如图，体育运动会开始和结束时，太阳分别在A点和B点，为给裁判所在位置CD之间遮阳，则需要在虚线位置水平架设遮阳伞，请根据光学知识用实线在图中表示出遮阳伞的安放位置（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】当A、B两点的太阳均不能照射到CD时，根据光的直线传播可知，虚线位置的遮阳伞至少长度为MN，如图所示： 【变式7-1】小红和爸爸晚上在公园锻炼时路过一个悬挂于墙壁上的路灯，小红在路灯下的影子如图所示。请你通过作图确定路灯S的位置及小红爸爸此时的影子。 【答案】 【详解】光在同种均匀介质中沿直线传播，将小红的头顶端和影子的顶端用线连接并延长，延长线与墙壁交于点S，S即为路灯的位置。用线连接S与小红爸爸的头顶端，并延长至与地面相交。小红爸爸的脚到该交点的距离为小红爸爸此时影子的长度。如图所示： 【变式7-2】图甲是世界最早的观象台——山西陶寺古观象台，它由13根半圆形排列的夯土柱和观测台组成。站在观测台中心观测日出，若从右侧第二个狭缝观察到太阳，这一天就是冬至日；若从左侧第1个狭缝观察到太阳，这一天就是夏至日。请在图乙对应的结构示意图中，画出冬至日或夏至日观测者看到太阳的光路图。 【答案】 【详解】在不同的季节，日出时的方位不同，在观测点观测日出时的土柱狭缝位置不同，这是因为光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，由题意可知，从右侧第二个狭缝观察到太阳，这一天就是冬至日；从左侧第1个狭缝观察到太阳，这一天就是夏至日，则冬至日和夏至日光的大致传播方向，如下图所示： 【变式7-3】请根据日晷指针的影子AB，画出此时太阳光的传播方向（太阳光视为平行光）。 【答案】 【详解】由于光在同一均匀介质中是沿直线传播的，所以太阳光传播的方向如图所示： 考点3 光速和光年 1、光速：光在真空中的传播速度是，而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度，也认为是，光在水中的传播速度约为，在玻璃中的传播速度约为。 2、光年：光年是指光在1年中的传播距离，1光年9.46×1015m。 特别提醒：光年是天文学上常用的长度单位，指的是光在一年内所传播的路程，不是时间单位，不要被“年”字所误导。 【题型8 光在真空中的速度】 【例8】夜晚激光光束是清晰可见的直线，说明光是沿___________传播的；雷雨天先看到闪电后听到雷声，说明光速___________声速，光在真空中的传播速度是___________m/s。 【答案】 直线 大于 【详解】[1]光在同种均匀介质中沿直线传播，夜晚能观察到清晰的激光束是可见的直线，说明光沿直线传播。 [2][3]光在真空中的传播速度与空气中接近，约为。闪电和雷声是同时产生的，先看到闪电后听到雷声，是因为传播相同距离时光用时更短，说明光速大于声速。 【变式8-1】下列数据中，不符合实际情况的是（　　） A．光在真空中传播的速度约为 B．次声波的频率低于 C．的声音人耳听不到 D．人的心跳频率大约为 【答案】C 【详解】A．光在真空中传播的速度与空气中接近，约为，故A不符合题意； B．人的听觉范围为20~20000Hz，次声波的频率低于，故B不符合题意； C．是人耳能听到的最微弱的声音，而不是听不到，故C符合题意； D．人的心跳每分钟大约次左右，换算为频率大约为，故D不符合题意。 故选C。 【变式8-2】下列关于光的传播的说法中正确的是（     ） A．光只有在真空中才是沿直线传播的 B．光在真空中不能传播 C．光在固体中传播最快 D．光在真空中传播速度是 【答案】D 【详解】A．光在同种均匀介质中都是沿直线传播的，而不仅仅是在真空中。故A错误； B．光可以在真空中传播，并且光在真空中的传播速度是最大的。故B错误； C．光在透明固体、液体、气体等介质中的传播速度都比在真空中的要小。特别是光在空气中的速度就已经很接近在真空中的速度了，而在透明固体中（如玻璃、水晶等）光的传播速度会进一步减小。故C错误； D．光在真空中的传播速度是一个固定的值，即光速c=3.0×108m/s。这是物理学中的一个基本常数。故D正确。 故选D。 【变式8-3】如图所示，当你放学时从图中位置沿箭头方向远离路灯时，你的影子的长度会______；打开电灯，灯光立即照亮整个房间，是因为它传播得非常快，光在真空中的传播速度为______m/s；光不仅能使周围变得明亮，还能帮助植物光合作用。甚至可以切割金属，这说明光具有______。 【答案】 变长 能量 【详解】[1]当远离路灯时，由于光在同种均匀介质中沿直线传播，因此影子会越来越长，如图所示 [2]光在不同介质中的速度不同，光在真空中的传播速度为。 [3]光不仅能使周围变得明亮，还能帮助植物光合作用，甚至可以切割金属，这说明光具有能量。 【题型9 】 【例9】关于光的传播，下列说法中正确的是（　　） A．光总是沿直线传播的 B．光每秒通过的距离是 C．光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度 D．光需要介质才能传播 【答案】C 【详解】A．光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误； B．光在真空中传播的速度为，即每秒通过的距离为，光在水中的传播速度小于光在真空中的传播速度，所以每秒经过的距离小于，故B错误； C．光在空气中的传播速度约为，在水中的传播速度约为，在空气中传播的速度大于在水中传播的速度，故C正确； D．光可以在真空中传播，说明光的传播不需要介质，故D错误。 故选C。 【变式9-1】下列说法正确的是（   ） A．光的传播速度总是 B．各种颜色的光在真空中的传播速度都是一样的 C．燃烧的蜡烛、点亮的电灯、萤火虫、夜空中的月亮都是光源 D．在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线，因此光线在光的传播中是实际存在的 【答案】B 【详解】A．光在真空中传播速度是，其它介质中则不是，故A错误； B．各种颜色的光在真空中的传播速度都是一样的，都是，故B正确； C．夜空中的月亮本身不会发光，不是光源，故C错误； D．在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线，但光线不是真实存在的，只是建立的物理模型，故D错误。 故选B。 【变式9-2】为了便于描述光传播的路径，在物理学中用一条带箭头的直线表示光线，这是采用了______（选“转换法”或“建立模型”）的方法，这里表示的光线______（选“是”或“不是”）真实存在的。如果声音和光都从空气传入水中，则声速______，光速______（选“变大”或“变小”或“不变”）。 【答案】 建立模型 不是 变大 变小 【详解】[1][2]物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，这种带箭头的直线称为光线；光是实际存在的，而实际上光线并不存在，是为了研究问题方便而构建的模型，这种研究问题的方法称为建立模型法。 [3][4]液体中的声速大于气体中的声速，液体中的光速小于气体中的光速。所以如果声音和光都从空气传入水中，则声速变大，光速变小。 【变式9-3】如图所示，在太阳系中，地球绕太阳公转、月球绕地球公转，当太阳、地球、月球三者处于同一直线上时，就会发生日食或月食，当________处于另两个星球之间某位置就可能发生日食，当________处于另两个星球之间某位置就可能发生月食，上述现象的原理都是利用了_________；太阳光传播到地球的速度约为_________m/s。 【答案】 月球 地球 光在同种均匀介质中沿直线传播 3×108 【详解】[1]当月球处于太阳和地球之间某位置，并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射到地球上的光，就形成了日食。 [2]当地球处于太阳和月球之间某位置，并且三者在一条直线上时，地球挡住了太阳照射到月球上的光，就形成了月食。 [3]日食是因为月球挡住了太阳照射到地球上的光，月食是因为地球挡住了太阳照射到月球上的光，原理都是利用了光在同种均匀介质中沿直线传播。 [4]太阳光传播到地球的速度约为。 【题型10 】 【例10】在百米赛跑中，甲、乙两计时员分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩，若甲的记录结果为12.6s，则乙的记录结果约为（　　） A．12.0 s B．12.3s C．12.6s D．12.9s 【答案】B 【详解】声音传播百米的时间为 甲的记录结果为12.6s，甲是根据烟雾计时的，光速大于声速，所以甲先开始计时，则乙的记录结果约为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式10-1】我县夏季多有雷雨天气。打雷时，我们通常会先看见闪电后听到雷声。这是因为（   ） A．在空气中，光的传播速度大于声音的传播速度 B．声音在真空中的速度为340m/s C．在空气中，光的传播速度小于声音的传播速度 D．先发生闪电，后发出雷声 【答案】A 【详解】发生雷电时，闪电和雷声在空中是同时产生的，但在空气中光速远大于声速，所以先看到闪电后听到雷声，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式10-2】响雷闪电时，我们总是先看到闪电后听到雷声，是因为在空气中光速比声速_________（选填“快”或“慢”），如果看到闪电后，经过5s听到雷声，那么闪电处距人约_________m。为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球并返回地面共需，则地球和月球间的距离是_________m。 【答案】 快 1700 【详解】[1]响雷闪电时，它们几乎同时同地产生，我们总是先看到闪电后听到雷声，是因为光在空气中的传播速度比声音在空气中的传播速度快。 [2]如果看到闪电后，经过5s听到雷声，那么闪电处距人约 [3]向月球发射的激光到达月球并返回地面共需2.5s，则地球和月球间的距离 【变式10-3】光在真空中的传播速度为____________m/s；一般田径比赛会采用起点处的裁判员发令后开始比赛，终点计时员通过秒表计时，为了计时准确，应该___________（选填“看到冒烟”或“听到声音”）开始计时。 【答案】 3×108 看到冒烟 【详解】[1]光在真空中传播的速度约为3×108m/s，且光在空气中的传播速度近似等于光在真空中传播的速度，而声音在空气中的速度约为340m/s。 [2]因为光在空气中传播的速度远大于声音在空气中传播的速度，则在传播距离相同时，光传播的时间远小于声音传播的时间（即可以忽略光传播的时间），所以，为了使记录的时间更准确，终点计时员应该看到冒烟开始计时。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在真空中的传播速度是 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【答案】D 【详解】A．光的传播不需要介质，光能在真空中传播，故A错误； BC．光在真空中的传播速度约，声音在空气中的传播速度约，光的传播速度远大于声音的传播速度，故BC错误； D．光在同种均匀介质中沿直线传播，故D正确。 故选D。 2．某同学家想要在乙楼购买一套房子。为确保房间内一年四季都有好的光照条件，应该选择图中所示的哪一个节气前后去看房（     ） A．春分 B．秋分 C．夏至 D．冬至 【答案】D 【详解】我国位于北半球，冬至日太阳直射南回归线，是一年中正午太阳高度最小、物体影子最长的一天。 此时楼房的遮挡效果最明显。如果冬至前后房屋都能有充足光照，那么一年中其他节气太阳高度更大、影子更短，采光自然都有保障。 因此要检验全年采光，选冬至前后看房最合适，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．下列现象中，可用“光的直线传播”解释的是（　　） A．日偏食 B．空中的彩虹 C．放大的邮票 D．水中的倒影 【答案】A 【详解】A．日偏食是月球遮挡了部分太阳射向地球的太阳光，是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故A符合题意； B．空中的彩虹是太阳光经过空气中的小水珠发生折射，分解为多种色光，属于光的色散现象，原理是光的折射，故B不符合题意； C．放大邮票利用了凸透镜成像（放大镜）的原理，本质是光的折射，故C不符合题意； D．水中的倒影属于平面镜成像，原理是光的反射，故D不符合题意。 故选A。 4．射击运动员比赛时，会佩戴耳塞并在瞄准后开枪，则（    ） A．佩戴耳塞是在传播途中控制噪声 B．佩戴耳塞是在接收处控制噪声 C．瞄准利用了光的反射原理 D．瞄准利用了光的折射原理 【答案】B 【详解】AB．佩戴耳塞阻止声音进入人的耳朵，属于在接收处减弱噪声，故A不符合题意，B符合题意； CD．瞄准三点一线，应用的物理原理是光沿直线传播，故CD不符合题意。 故选B。 5．早在两千多年前，墨子就在《墨经》中记录了小孔成像现象。如图所示的是小孔成像实验，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛燃烧不断缩短，烛焰的像向下移动 B．只将小孔由圆形改为方形，像的形状将变为方形 C．光屏和蜡烛不动，小孔靠近蜡烛，烛焰的像变大 D．在光屏上看到蜡烛的像是正立的实像 【答案】C 【详解】A．蜡烛燃烧，烛焰的中心向下，烛焰的中心发出的光线经过小孔后偏上，故烛焰的像向上移动，故A错误； B．烛焰的像只与烛焰的形状有关，与小孔的形状无关，故B错误； C．烛焰的底端和顶端发出的光线经过小孔成像，光屏和蜡烛不动，小孔靠近蜡烛，两条光线的夹角变大，烛焰的像变大，故C正确； D．在光屏上看到蜡烛的像是倒立的实像，故D错误。 故选C。 6．如图所示为我国古代的天文仪器圭表，古人根据正午时表在圭上影子的长度变化来判断节气。已知在北半球夏至正午时太阳光的入射方向与地平面的夹角（高度角）比冬至时大，则我国夏至时日影的长度与冬至时相比（　　） A．长度相同 B．总是夏至时长 C．总是夏至时短 D．有时长，有时短 【答案】C 【详解】表的高度是固定的，日影的长度由太阳光的高度角决定。 高度角越大，光线越 “陡”，表投射在圭上的影子就越短。 题目明确说明，北半球夏至正午的太阳高度角比冬至时大。 因此，夏至时的日影长度总是比冬至时短。 故选 C。 7．如图所示，通过三个小孔去观察烛焰，当满足条件是眼睛、三个小孔与烛焰在______，才能通过三个小孔看见烛焰，此装置可初步验证_____。 【答案】 同一条直线上 光沿直线传播 【详解】[1][2]这是验证光的传播规律的经典实验：根据光在同种均匀介质中沿直线传播的原理，只有当眼睛、三个小孔和烛焰在同一条直线上时，烛焰发出的光才能依次穿过三个小孔进入人眼，让人看到烛焰，该装置可以初步验证光沿直线传播的结论。 8．光使周围变得明亮温暖，说明光具有_________；太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成彩色的光带，这是光的_________现象；光的三原色是红、_________、蓝；真空中的光速约为_________m/s。 【答案】 能量 色散 绿 3×108 【详解】[1] 光使周围变得明亮温暖，说明光具有能量。光在传播过程中可转化为热能（如太阳光使物体温度升高），体现了光的能量属性。 [2] 太阳光通过三棱镜后形成彩色光带，这是光的色散现象。白光由多种色光混合而成，三棱镜对不同色光的折射率不同，导致色光分散形成光谱。 [3] 光的三原色是红、绿、蓝。这三种色光按不同比例混合可产生其他颜色，是色光混合的基本原理。 [4] 真空中的光速约为3×10⁸ m/s。光在真空中的传播速度是物理学基本常数，通常记为 。 9．2020年6月21日，在某省大部分地区都有幸看到“日食”这一天文景观。“日食”是由于太阳光沿___________传播的过程中被月球遮挡形成的，“日食”发生时，月亮在图中________位置。 【答案】 直线 D 【详解】[1][2]日食是当月球位于太阳与地球之间，三者在同一条直线上时，被不透明的月球挡住了沿直线传播的太阳光，在地球上看不到太阳的现象，故 “日食” 发生时，月亮在图中D位置。 10．如图所示，用易拉罐、圆筒和半透明蜡纸等物品制作针孔照相机，为了成像更清晰，应将圆筒的______（选填“A”或“B”）端蒙上半透明蜡纸；调节蜡纸到小孔的距离，可在蜡纸上看到物体______（选填“正立”或“倒立”）的像，若将针孔照相机靠近物体，则光屏上的像将____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 A 倒立 变大 【详解】[1]为了成像更清晰，应将圆筒的A端蒙上半透明蜡纸，因为小孔成像是光在同一均匀介质中沿直线传播的具体应用，半透明蜡纸相当于光屏，A端蒙上半透明蜡纸能更好调节像距，使成像更清晰，便于观察，所以应将圆筒的A端蒙上半透明蜡纸。 [2]调节蜡纸到小孔的距离，可在蜡纸上看到物体倒立的像，这是因为光沿直线传播，物体上部和下部的光线通过小孔后在光屏上成像，形成倒立的像。 [3]若将针孔照相机靠近物体，根据小孔成像的特点，物距减小，像距不变时，像会变大，所以光屏上的像将变大。 11．晴天，树荫下圆形的光斑由于光的_____形成的；为研究此现象，在卡片上剪出面积不同的三个透光小孔（如图1）。实验时保持卡片至地面的距离不变，地面上的光斑如图2所示，由此可知，像的形状与小孔的形状___关，像的亮度与小孔的面积____关。 【答案】 直线传播 无 有 【详解】[1]晴天树荫下的圆形光斑是太阳通过树叶缝隙形成的像，这是由光的直线传播形成的小孔成像现象。 [2]实验中，卡片上的小孔形状为菱形（图1），但地面上的光斑形状都是圆形（图2），这说明像的形状与小孔的形状无关，而是由光源（太阳）的形状决定的。 [3]从图2可以看到，小孔面积越大，透过的光越多，光斑越亮；小孔面积越小，透过的光越少，光斑越暗。这说明像的亮度与小孔的面积有关。 12．请作出物体AB经小孔在MN墙面上像并作出光路。 【答案】 【详解】根据光在同种均匀介质中光是沿直线传播的，然后过A点和B点分别作出通过小孔的光线，根据光线与光屏的交点确定像的位置。过A点和小孔画出一条光线交MN于，再过B点和小孔画出一条光线交MN于，即AB的像为，如图所示： 13．图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 【答案】 【详解】由于光在同种均匀介质中是沿直线传播的，当光照射到竹竿BC上时，光线被遮挡，在竹竿的右边光照射不到的地方形成影子BD；如图所示，连接AD，从B点垂直地面向上画直线交AD于C，可得竹竿BC，如图所示： 14．小聪同学用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，探究小孔成像的特点。 (1)如图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将B端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将______端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着______薄膜/小孔进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐外拉的过程中，观察到的像将______变大/不变/变小； (2)利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为菱形小孔，可在薄膜上看到倒立______菱形/圆形/烛焰的像。若他在底部扎了三个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有______个； (3)小聪同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是______。 A．E形 B．H形 C．R形 D．T形 (4)当“F”字样光源顺时针旋转，小明观察到塑料膜上所成的像会______选填：“顺”或“逆”时针旋转；若将小孔遮去一半，像会变得更______亮/暗。 【答案】(1) B 薄膜 变大 (2) 烛焰 三 (3)C (4) 顺 暗 【详解】（1）[1][2]半透明塑料薄膜相当于光屏，若光屏在外，外侧光线强，不易观察到光屏上的画面，为了使像更清晰，应将B端插入易拉罐，像成在光屏即塑料薄膜上，所以人眼应对着塑料薄膜进行观察，可观察所成的像。 [3]根据光在同种均匀介质中沿直线传播，小孔成像的大小与像到小孔的距离有关，像离小孔越远时成像越大，所以将纸筒向易拉罐外拉的过程中，像距变大，观察到的像将变大。 （2）[1][2]小孔成像与小孔的性质无关，若只将小圆孔改为菱形小孔，则像的形状不变，故可在薄膜上看到倒立烛焰的像；若在底部扎了三个小孔，那么每个小孔都会成一个像，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有三个。 （3）物体上部发出或反射的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的下部，物体下部发出或反射的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的上部，因此小孔成像中成的是倒立的实像，所以采用LED灯研究像的形状，用上下左右都不对称的光源更便于观察像的形状，故C符合题意。 故选C。 （4）[1][2]小孔成像物像始终颠倒，但同步转动，故光源顺时针旋转，小明观察到塑料膜上所成的像会顺时针转动；若将小孔遮去一半，透光量减小，像会变得更暗。 15．日晷主要由相互垂直的“晷面”和“晷针”组成。为了研究日晷的工作原理，小明用水平木板模拟晷面，用铅笔模拟晷针，制成“简易日晷”，落实跨学科实践。 小明将制成的“简易日晷”放在水平面上，在太阳光下每隔10min记录铅笔影子顶端的位置，如图甲所示。影子顶端随时间的变化轨迹如图乙所示，其中OA是最短的影子。 (1)图甲中，铅笔能在阳光下形成影子是由于光的______。实验时，小明发现影子中的地面温度更低些，说明光具有______。 (2)图乙中，最短的影子OA所指方向大致为_______方。实验中记录的影子转动方向是________（选填“顺”或“逆”）时针，影子的长度变化情况是_______。连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市无锡正在接近_________（选填“冬至”或“夏至”）。 【答案】(1) 直线传播 能量 (2) 北 逆 先变短后变长 夏至 【详解】（1）[1]铅笔能在阳光下形成影子是由于光的直线传播。 [2]发现影子中的地面温度更低些，说明光具有能量。 （2）[1][3]正午时分会形成最短的影子，其他时间都比正午时分要长，影子的长度变化情况是先变短后变长。正午时分太阳在铅笔的南方，影子会在背面形成，即在北方，因此最短的影子OA所指方向大致为北方。 [2]太阳东升西落，升起时，太阳在东方，由于光沿直线传播，则影子在西方。当太阳向西方移动时，同理得影响向东方移动。故影子由西往东移动，由于左西右东，影子由左往右运动，应该为逆时针。 [4]在北半球，夏至时太阳直射北回归线，此时太阳高度角最大，物体的影子最短。冬至时太阳直射南回归线，太阳高度角最小，物体的影子最长‌。发现最短的影子OA的长度在变短，因此无锡正在接近夏至。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2 光的直线传播（知识解读） 【新教材苏科版】 题型归纳 【题型1 光沿直线传播的条件】 2 【题型2 光线】 3 【题型3 根据光的直线传播确定观察范围】 4 【题型4 影子的形成原理】 5 【题型5 日食和月食的形成】 6 【题型6 小孔成像】 7 【题型7 光沿直线传播的作图】 8 【题型8 光在真空中的速度】 10 【题型9 光在不同介质中的传播速度】 10 【题型10 辨析光速与声速的不同以及在生活中的应用】 11 【随堂巩固】 12 考点1 光的直线传播 1、光沿直线传播的条件：光在同一种均匀的介质中沿直线传播。 （1）光在同一种均匀介质中沿直线传播。 （2）光能在固体、液体、气体中传播。 （3）光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且必须是同种介质。可以简称为光的直线传播，而不能为光沿直线传播。 （4）光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的，此时光就不是直线传播了。 特别提醒：“同一均匀介质”是光沿直线传播的条件。仅是“同一介质”不能保证光沿直线传播。例如：地球周围的大气就是不均匀的，离地面越高，空气越稀薄，从大气层外射到地面的光就会发生弯曲。早晨，当太阳还在地平线下时，我们就看见了它，是因为不均匀的大气使光线变弯了。 2、光线：为了表示光的传播方向，我们用一根带箭头的直线表示光的径迹和方向，这样的直线叫光线。 光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实存在的。 特别提醒：光线是初中物理中的重要模型，光线实际上不存在，存在的是光。光线是为了形象地描述光的传播情况而引入的一种理想模型，这种研究问题的方法称为理想模型法。 【题型1 】 【例1】如图所示，在水槽左侧用激光让光线射向透明的水槽，在A点处慢慢注入海波溶液后，原来是一条直线的激光束发生了弯曲，搅拌溶液一段时间后激光束又变成直线。针对上述现象和相关规律，下面说法不正确的是（　　） A．海波溶液不均匀时，光不能沿直线传播 B．光在均匀海波溶液里沿直线传播 C．光总是沿直线传播 D．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 【变式1-1】关于光的传播，下列说法正确的是（　　） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光线是真实存在的 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 【变式1-2】如图所示，小明想通过三张纸片上的小孔看见烛焰，他应将________和三个小孔及人眼调到________上，原因是光在均匀介质中是沿________传播的。 【变式1-3】用激光笔将一束光射入不均匀的糖水溶液，观察到光在糖水中的径迹如图所示，如果用玻璃棒充分搅拌糖水后，会看到______现象，原因是______。 【题型2 光线】 【例2】对于光和光线，下列描述错误的是（　　） A．光线是实际存在的 B．光线是理想模型 C．光线的箭头代表光的传播方向 D．光在真空中的传播速度是最快的 【变式2-1】关于光线，下列说法中错误的是（   ） A．激光笔发出的光是一条光线 B．光线能表示光传播的路径和方向 C．光线不是真实存在的 D．光线是一种模型 【变式2-2】如图所示，清晨的阳光穿过树木间的空隙射入林中，犹如一缕缕金线，树后光照射不到的地方称为________，表明光在均匀介质中是沿________传播的。物理学中用光线表示一束光，光线是为了便于研究和表示光的传播而引入的________。 【变式2-3】为了研究光的传播特点，物理学中常用“光线”这一物理模型来表示光传播的路径和___________而忽略了光的亮度、___________、其他性质。 考点2 光的直线传播的应用 1、常见的直线传播现象：立竿见影、日食、月食、小孔成像等 （1）影子：光在传播过程中，遇到不透明的物体，在不透明的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是物体的影子。 （2）日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日食。 （3）月食：发生月食时，太阳、地球、月球同在一条直线上，地球在中间，地球上夜晚的人会看见月食。 （4）用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物体之间，屏幕上就会形成物体的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。 2、光沿直线传播的应用 （1）利用激光准直引导掘进机直线前进。 （2）排队时看齐。 （3）射击瞄准，瞄准点、准星、缺口三点一线。 特别提醒：在解决与光沿直线传播相关的问题时，‌首先要明确光的传播路径和方向，‌然后根据光的直线传播原理，‌分析光在遇到障碍物时的行为。 【题型3 】 【例3】请通过作图画出在A点能观察到窗外景物的范围保留作图痕迹。 【变式3-1】井底的实点为青蛙所在的位置。如图关于井底之蛙在枯井或充满水的井中，“坐井观天，所见甚小”，其中作图过程正确的是（     ） A． B． C． D． 【变式3-2】有人为了防止玩手机被人偷看到屏幕内容，在屏幕上贴了手机防窥膜，其采用了超细百叶窗光学技术，原理类似百叶窗，结构简图如图．两侧之所以看不清屏幕内容，是由于光的________；为了让防窥效果更好，可以适当地________（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。 【变式3-3】“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉，图中M点表示青蛙。请在图中画出青蛙能观察到的井外的范围。 【题型4 】 【例4】在水平道路的两旁各有一盏路灯，两盏路灯高度相同。某人在晚上从一盏路灯的正下方一直沿直线直立行走到另一盏路灯的正下方。在这个过程中，该人在地面上影子的总长度的变化情况是（　　） A．保持不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【变式4-1】2009年1月27日建成的中国南极昆仑站，是中国首个南极内陆考察站，也是世界第六座南极内陆科考站，它标志着中国极地考察能力的重要飞跃。科研人员观察到旗杆在午间时的影子，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式4-2】操场上竖直地插着三根竹竿，在路灯和月光下的影子如图所示，________（甲/乙）图是在月光下的影子；在模拟月食的实验中，老师画了示意图（如图丙），地面上观察者应该位于________（A/B/C/D）处可观察到月食。 【变式4-3】按要求作图。如图所示，在晴朗的白天，竖直竹竿AB立于水平地面上，太阳光从侧上方S点照射。请在图中画出太阳光经过竿顶A的光路图，并标出竿在地面上形成影子的长度。 【题型5 】 【例5】如图所示，月亮分别处于哪个位置能看到月全食和月偏食（　　） A．3、1 B．3、2 C．4、1 D．4、2 【变式5-1】2025年9月7日，本年度的第二轮月全食（血月）将出现于夜空。亚洲、俄罗斯、非洲部分地区、大洋洲和欧洲都能看到月亮逐渐变红的样子。下列关于月全食的说法错误的是（   ） A．月亮变红，说明月球本身是红色的 B．月全食现象与枪械瞄准的原理相同 C．发生月全食时，日地距离小于日月距离 D．若此时月球表面有宇航员，他将会看到日食现象 【变式5-2】上一次月全食发生在2022年11月8日，从地球看去，整个月亮呈现出古铜色，俗称“血月”。月全食是由________形成的，能正确描述月食成因的是图________。 【变式5-3】如图所示，地球绕着太阳运转，在背对太阳一侧形成长长的阴影区—地影，一旦月球进入该阴影区，月球无法反射太阳光，地球上的人可能看不到月球，即为______现象。当月球运动到______（选填“A”、“B”或“C”）位置，地球上的人可能会看到月全食；发生日食现象时，太阳、地球和月球中，处于中间位置的是______。 【题型6 】 【例6】在“制作小孔成像观察仪”活动中，需要把制作好的圆筒插入易拉罐中： (1)如图所示，应将圆筒的______（选填“A”或“B”）端用半透明薄纸制成光屏； (2)若将蜡烛向右上方移动，则它在薄膜上的像将向______方移动； (3)若仅移动蜡烛，增大蜡烛与小孔之间距离，则光屏上像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若仅将易拉罐底部的三角形小孔改成方形小孔，则它在半透明纸上看到的像的形状将______（选填“改变”或“不变”）。 【变式6-1】小明同学在课外用直径不同的纸筒制成如图所示的装置做小孔成像实验，如果外筒左侧中央有一个很小的三角形小孔，点燃蜡烛并置于小孔前一段距离，贴在内筒左侧半透明纸上能看到清晰的像。关于小孔成像，下列判断正确的是（　　） A．半透明纸上成的是整个蜡烛倒立的虚像 B．半透明纸上成的是整个蜡烛正立的实像 C．只改变孔的形状，像的形状不会改变 D．实验应在较亮的环境下进行 【变式6-2】如图所示，小华将刻有边长为3cm等边三角形孔的纸板正对着太阳，保持纸板到地面的距离为1m不变，用卡片覆盖在小孔上，让阳光透过小孔，此时地面上形成了一个光斑。刚开始时地面上光斑为三角形，移动卡片使通光孔变小，光斑大小____；当小孔足够小时，光斑形状变为圆形，继续移动卡片减小通光孔的大小，光斑大小______，亮度______。（以上三空填变化情况） 【变式6-3】如图所示，小奕制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点： (1)图中烛焰在塑料薄膜上所成的像是______填“正立”或“倒立”的______填“实像”或“虚像”；其成像的原理是光沿______； (2)如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是______； A．三角形光斑； B．圆形光斑； C．烛焰的正立像； D．烛焰的倒立像； (3)将蜡烛燃烧变短，则它在薄膜上的像将向______填“上”或“下”方移动。 (4)晴天的正午时分，走在茂密的树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑，这是______选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”的______选填“像”或“影子”。仔细观察光斑，发现这些圆形光斑大小不一，这些圆形光斑的大小主要与下列哪个选项有关？填序号______。 ①树叶间小孔的大小； ②树叶间小孔到地面的距离； ③太阳到树叶间小孔的距离。 【题型7 光沿直线传播的作图】 【例7】如图，体育运动会开始和结束时，太阳分别在A点和B点，为给裁判所在位置CD之间遮阳，则需要在虚线位置水平架设遮阳伞，请根据光学知识用实线在图中表示出遮阳伞的安放位置（保留作图痕迹）。 【变式7-1】小红和爸爸晚上在公园锻炼时路过一个悬挂于墙壁上的路灯，小红在路灯下的影子如图所示。请你通过作图确定路灯S的位置及小红爸爸此时的影子。 【变式7-2】图甲是世界最早的观象台——山西陶寺古观象台，它由13根半圆形排列的夯土柱和观测台组成。站在观测台中心观测日出，若从右侧第二个狭缝观察到太阳，这一天就是冬至日；若从左侧第1个狭缝观察到太阳，这一天就是夏至日。请在图乙对应的结构示意图中，画出冬至日或夏至日观测者看到太阳的光路图。 【变式7-3】请根据日晷指针的影子AB，画出此时太阳光的传播方向（太阳光视为平行光）。 考点3 光速和光年 1、光速：光在真空中的传播速度是，而在空气中传播速度接近于在真空中的传播速度，也认为是，光在水中的传播速度约为，在玻璃中的传播速度约为。 2、光年：光年是指光在1年中的传播距离，1光年9.46×1015m。 特别提醒：光年是天文学上常用的长度单位，指的是光在一年内所传播的路程，不是时间单位，不要被“年”字所误导。 【题型8 光在真空中的速度】 【例8】夜晚激光光束是清晰可见的直线，说明光是沿___________传播的；雷雨天先看到闪电后听到雷声，说明光速___________声速，光在真空中的传播速度是___________m/s。 【变式8-1】下列数据中，不符合实际情况的是（　　） A．光在真空中传播的速度约为 B．次声波的频率低于 C．的声音人耳听不到 D．人的心跳频率大约为 【变式8-2】下列关于光的传播的说法中正确的是（     ） A．光只有在真空中才是沿直线传播的 B．光在真空中不能传播 C．光在固体中传播最快 D．光在真空中传播速度是 【变式8-3】如图所示，当你放学时从图中位置沿箭头方向远离路灯时，你的影子的长度会______；打开电灯，灯光立即照亮整个房间，是因为它传播得非常快，光在真空中的传播速度为______m/s；光不仅能使周围变得明亮，还能帮助植物光合作用。甚至可以切割金属，这说明光具有______。 【题型9 】 【例9】关于光的传播，下列说法中正确的是（　　） A．光总是沿直线传播的 B．光每秒通过的距离是 C．光在空气中的传播速度大于在水中的传播速度 D．光需要介质才能传播 【变式9-1】下列说法正确的是（   ） A．光的传播速度总是 B．各种颜色的光在真空中的传播速度都是一样的 C．燃烧的蜡烛、点亮的电灯、萤火虫、夜空中的月亮都是光源 D．在研究光的传播规律时常用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，这样的直线叫做光线，因此光线在光的传播中是实际存在的 【变式9-2】为了便于描述光传播的路径，在物理学中用一条带箭头的直线表示光线，这是采用了______（选“转换法”或“建立模型”）的方法，这里表示的光线______（选“是”或“不是”）真实存在的。如果声音和光都从空气传入水中，则声速______，光速______（选“变大”或“变小”或“不变”）。 【变式9-3】如图所示，在太阳系中，地球绕太阳公转、月球绕地球公转，当太阳、地球、月球三者处于同一直线上时，就会发生日食或月食，当________处于另两个星球之间某位置就可能发生日食，当________处于另两个星球之间某位置就可能发生月食，上述现象的原理都是利用了_________；太阳光传播到地球的速度约为_________m/s。 【题型10 】 【例10】在百米赛跑中，甲、乙两计时员分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩，若甲的记录结果为12.6s，则乙的记录结果约为（　　） A．12.0 s B．12.3s C．12.6s D．12.9s 【变式10-1】我县夏季多有雷雨天气。打雷时，我们通常会先看见闪电后听到雷声。这是因为（   ） A．在空气中，光的传播速度大于声音的传播速度 B．声音在真空中的速度为340m/s C．在空气中，光的传播速度小于声音的传播速度 D．先发生闪电，后发出雷声 【变式10-2】响雷闪电时，我们总是先看到闪电后听到雷声，是因为在空气中光速比声速_________（选填“快”或“慢”），如果看到闪电后，经过5s听到雷声，那么闪电处距人约_________m。为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球并返回地面共需，则地球和月球间的距离是_________m。 【变式10-3】光在真空中的传播速度为____________m/s；一般田径比赛会采用起点处的裁判员发令后开始比赛，终点计时员通过秒表计时，为了计时准确，应该___________（选填“看到冒烟”或“听到声音”）开始计时。 随堂巩固 【随堂巩固】 1．关于光的传播，下列说法正确的是（     ） A．光不能在真空中传播 B．光比声音传播速度慢 C．光在真空中的传播速度是 D．光在同种均匀介质中沿直线传播 2．某同学家想要在乙楼购买一套房子。为确保房间内一年四季都有好的光照条件，应该选择图中所示的哪一个节气前后去看房（     ） A．春分 B．秋分 C．夏至 D．冬至 3．下列现象中，可用“光的直线传播”解释的是（　　） A．日偏食 B．空中的彩虹 C．放大的邮票 D．水中的倒影 4．射击运动员比赛时，会佩戴耳塞并在瞄准后开枪，则（    ） A．佩戴耳塞是在传播途中控制噪声 B．佩戴耳塞是在接收处控制噪声 C．瞄准利用了光的反射原理 D．瞄准利用了光的折射原理 5．早在两千多年前，墨子就在《墨经》中记录了小孔成像现象。如图所示的是小孔成像实验，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛燃烧不断缩短，烛焰的像向下移动 B．只将小孔由圆形改为方形，像的形状将变为方形 C．光屏和蜡烛不动，小孔靠近蜡烛，烛焰的像变大 D．在光屏上看到蜡烛的像是正立的实像 6．如图所示为我国古代的天文仪器圭表，古人根据正午时表在圭上影子的长度变化来判断节气。已知在北半球夏至正午时太阳光的入射方向与地平面的夹角（高度角）比冬至时大，则我国夏至时日影的长度与冬至时相比（　　） A．长度相同 B．总是夏至时长 C．总是夏至时短 D．有时长，有时短 7．如图所示，通过三个小孔去观察烛焰，当满足条件是眼睛、三个小孔与烛焰在______，才能通过三个小孔看见烛焰，此装置可初步验证_____。 8．光使周围变得明亮温暖，说明光具有_________；太阳光通过三棱镜后，在白屏上形成彩色的光带，这是光的_________现象；光的三原色是红、_________、蓝；真空中的光速约为_________m/s。 9．2020年6月21日，在某省大部分地区都有幸看到“日食”这一天文景观。“日食”是由于太阳光沿___________传播的过程中被月球遮挡形成的，“日食”发生时，月亮在图中________位置。 10．如图所示，用易拉罐、圆筒和半透明蜡纸等物品制作针孔照相机，为了成像更清晰，应将圆筒的______（选填“A”或“B”）端蒙上半透明蜡纸；调节蜡纸到小孔的距离，可在蜡纸上看到物体______（选填“正立”或“倒立”）的像，若将针孔照相机靠近物体，则光屏上的像将____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 11．晴天，树荫下圆形的光斑由于光的_____形成的；为研究此现象，在卡片上剪出面积不同的三个透光小孔（如图1）。实验时保持卡片至地面的距离不变，地面上的光斑如图2所示，由此可知，像的形状与小孔的形状___关，像的亮度与小孔的面积____关。 12．请作出物体AB经小孔在MN墙面上像并作出光路。 13．图中，在路灯（A点表示）的照射下，竖立在地面上的竹竿BC的影子为BD，请画出竹竿BC。（保留作图痕迹，下同） 14．小聪同学用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，探究小孔成像的特点。 (1)如图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将B端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将______端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着______薄膜/小孔进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐外拉的过程中，观察到的像将______变大/不变/变小； (2)利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为菱形小孔，可在薄膜上看到倒立______菱形/圆形/烛焰的像。若他在底部扎了三个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有______个； (3)小聪同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是______。 A．E形 B．H形 C．R形 D．T形 (4)当“F”字样光源顺时针旋转，小明观察到塑料膜上所成的像会______选填：“顺”或“逆”时针旋转；若将小孔遮去一半，像会变得更______亮/暗。 15．日晷主要由相互垂直的“晷面”和“晷针”组成。为了研究日晷的工作原理，小明用水平木板模拟晷面，用铅笔模拟晷针，制成“简易日晷”，落实跨学科实践。 小明将制成的“简易日晷”放在水平面上，在太阳光下每隔10min记录铅笔影子顶端的位置，如图甲所示。影子顶端随时间的变化轨迹如图乙所示，其中OA是最短的影子。 (1)图甲中，铅笔能在阳光下形成影子是由于光的______。实验时，小明发现影子中的地面温度更低些，说明光具有______。 (2)图乙中，最短的影子OA所指方向大致为_______方。实验中记录的影子转动方向是________（选填“顺”或“逆”）时针，影子的长度变化情况是_______。连续记录几天，发现最短的影子OA的长度在变短，则所处的城市无锡正在接近_________（选填“冬至”或“夏至”）。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $